热处理工艺基本知识分析
热处理的基本知识大全
热处理的基本知识大全热处理是通过控制材料的温度和时间来改变材料的组织结构和性能的工艺过程。
下面是热处理的基本知识大全：1. 热处理的目的：热处理的目的是通过控制材料的温度和时间，改变材料的晶体结构和性能，以提高材料的力学性能、耐热性、耐腐蚀性等。
2. 热处理的基本过程：热处理一般可以分为加热、保温和冷却三个过程。
加热是将材料加热到一定温度，使其达到所需的组织结构转变温度。
保温是在所需温度下保持一段时间，使材料的组织结构能够发生改变。
冷却是将材料迅速冷却到室温，固定其新的组织结构。
3. 热处理的分类：热处理可以分为退火、正火、淬火、淬火和回火等几种不同的类型。
退火是在加热到一定温度后缓慢冷却，使材料的晶体结构得到恢复和细化。
正火是将材料加热到一定温度并保持一段时间，然后缓慢冷却，以提高材料的强度和硬度。
淬火是将材料迅速冷却到室温，使材料形成硬脆的马氏体组织。
淬火和回火是淬火后将材料进行回火处理，以消除淬火产生的内应力，并提高材料的韧性和强度。
4. 热处理的影响因素：热处理的影响因素包括温度、保温时间、冷却速度等。
温度和保温时间的选择直接影响到材料的组织结构和性能，冷却速度则影响材料的硬度和韧性。
5. 热处理的设备：常见的热处理设备包括炉子、加热炉、淬火槽等。
炉子用于加热材料，加热炉用于控制加热温度和保温时间，淬火槽用于控制冷却速度。
6. 热处理的应用：热处理广泛应用于钢铁、铝合金、黄铜、铜、镍、钛等不同材料的制造和加工过程中。
通过不同的热处理方法，可以改变材料的强度、硬度、韧性、耐磨性等性能，以满足不同的工程要求。
以上是关于热处理的基本知识大全，希望对您有所帮助！。
热处理的基本知识大全
热处理的基本知识大全热处理是一种通过加热和冷却金属材料以改变其物理和机械性能的工艺。
它在现代制造业中扮演着至关重要的角色，被广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
本文将介绍热处理的基本知识，包括热处理的类型、作用、工艺流程以及常见的热处理方法。
热处理的类型。
热处理可以分为多种类型，常见的包括退火、正火、淬火、回火等。
退火是将金属加热至一定温度后缓慢冷却，以降低材料的硬度和提高延展性。
正火是将金属加热至一定温度后在空气中冷却，以提高材料的硬度和强度。
淬火是将金属加热至临界温度后迅速冷却，使其获得高硬度和强度。
回火是在淬火后将金属加热至较低温度后冷却，以降低脆性和提高韧性。
热处理的作用。
热处理可以改变金属材料的组织结构和性能，从而提高其硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性。
通过控制加热温度、保温时间和冷却速度，可以使金属材料获得所需的性能，满足不同工程和使用条件的要求。
热处理的工艺流程。
热处理的工艺流程包括加热、保温和冷却三个阶段。
首先是加热阶段，将金属材料加热至一定温度，使其达到所需的组织状态。
然后是保温阶段，保持材料在一定温度下一段时间，使其组织发生相应的变化。
最后是冷却阶段，通过不同的冷却介质和速度，使材料获得所需的硬度和强度。
常见的热处理方法。
常见的热处理方法包括火焰加热、电阻加热、感应加热和电子束加热等。
火焰加热是利用火焰将金属加热至所需温度，适用于大型工件和野外作业。
电阻加热是通过将电流通入金属材料产生热量，适用于小型工件和精密加热。
感应加热是利用感应电流在金属材料中产生热量，适用于局部加热和自动化生产。
电子束加热是利用电子束在金属材料表面产生热量，适用于表面淬火和熔化。
总结。
热处理作为一种重要的金属加工工艺，对提高材料的性能和延长零件的使用寿命起着至关重要的作用。
通过选择合适的热处理方法和工艺参数，可以使金属材料获得所需的性能，满足不同工程和使用条件的要求。
希望本文对热处理的基本知识有所帮助，谢谢阅读！。
金属热处理基本知识
金属热处理基本知识金属热处理是一种通过加热和冷却来改变金属结构和性能的工艺，广泛应用于工业制造过程中。
本文将介绍金属热处理的基本知识，包括常见的热处理方法、热处理的目的以及热处理对金属材料性能的影响。
一、常见的热处理方法1. 固溶处理固溶处理是一种通过加热金属至其固溶温度，然后迅速冷却以增加金属的硬度和强度的方法。
常见的固溶处理方法包括淬火和时效处理。
淬火是将金属加热至固溶温度，然后迅速冷却以形成固溶体，从而提高金属的硬度和强度。
时效处理是在淬火后，将金属加热至适当温度保持一段时间，以达到固溶体中的晶粒溶解和析出硬化相的目的，提高金属的综合性能。
2. 马氏体转变马氏体转变是一种通过加热金属至马氏体起始温度，然后迅速冷却以在金属中形成马氏体组织的方法。
马氏体转变可以显著提高金属的强度和硬度，同时还可以改善其耐磨性能和韧性。
常见的马氏体转变方法包括淬火和回火。
淬火是将金属加热至马氏体起始温度，然后迅速冷却以形成马氏体，进而提高金属的硬度和强度。
回火是在淬火后，将金属加热至适当温度保持一段时间，使马氏体转变为较为稳定的组织，从而提高金属的韧性。
3. 回火处理回火处理是一种通过加热金属至适当温度，然后保温一段时间以改善金属的组织和性能的方法。
回火处理可以降低金属的硬度和强度，提高其韧性和延展性。
不同的回火处理参数可以得到不同的金属组织和性能。
常见的回火处理方法包括低温回火、中温回火和高温回火，分别适用于不同的金属材料和应用需求。
二、热处理的目的金属热处理的主要目的是改善金属材料的组织和性能，以满足特定的工艺和使用要求。
具体来说，热处理可以实现以下几个方面的目标：1. 提高金属的硬度和强度：通过热处理，可以使金属中的晶体细化，晶体界面增多，从而提高金属的硬度和强度。
2. 改善金属的韧性和延展性：热处理可以消除金属中的内应力和缺陷，减少晶界的孔洞，从而提高金属的韧性和延展性。
3. 提高金属的耐磨性和耐蚀性：通过调整金属的组织和相态，热处理可以增加金属的耐磨性和耐蚀性，提高其在恶劣环境下的使用寿命。
热处理必备基础知识整理
热处理知识：一、强化1、细晶强化：细小等轴晶的晶界长，杂质分布较分散，各方向的力学性能差异小，晶粒越细小，强度、硬度、塑性、韧性都好。
2、固溶强化：由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。
3、第二相强化：当合金中有第二相金属化合物质点存在时，使质点周围基体（固溶体）金属产生晶格畸变，同时增加了基体与第二相的界面，两者都使位错运动阻力增大，故使合金的强度、硬度提高。
合金硬度、强度优于纯金属，因为2、3、4、热处理强化（相变强化）：利用重结晶的方法使相或组织发生变化。
二、相和组织1、铁素体：碳在α-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。
2、奥氏体：碳在γ-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。
3、渗碳体：碳和铁形成的稳定化合物（Fe3c）。
4、珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物（F+Fe3c 含碳0.8%）5、莱氏体：渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳 4.3%）三、热处理知识1、热处理：把金属材料在固态范围内通过一定的加热，保温和冷却以改变其组织和性能的一种工艺。
2、退火：将金属或合金的材料或制件加热到相变或部分相变温度，保温一段时间，然后缓慢冷却的一种热处理工艺。
3、正火：将钢加热到完全相变以上的某一温度，保温一定的时间后，在空气中冷却的一种热处理工艺。
4、淬火：将钢加热到相变或部分相变温度，保温一段时间后，快速冷却的热处理工艺。
5、回火：将经过淬火的钢，重新加热到一定温度（相变温度以下），保温一段时间，然后冷却的热处理工艺。
6、调质处理：将钢件淬火，随之进行高温回火，这种复合工艺称调质处理。
7、表面热处理：改变钢件表面组织或化学成分，以其改面表面性能的热处理工艺。
45 钢力学性能冷却方式抗拉强度屈服点断后伸长率% 断面收缩率% 硬度/ ＨＢＳ退火（炉冷）５３０２８０３２. ５４９. ３１６０左右正火（空冷）６７０-７２０３４０１５-１８４５- ５０２１０左右淬火（水冷）１１００７２０７- ８１２- １４５２-６０ＨＲＣ1.退火（炉冷）――半成品热处理、预先热处理将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。
热处理基本知识及工艺原理
将淬火后的金属材料加热到适当温度，保温一定时间后冷 却至室温。回火可以消除淬火产生的内应力，提高金属材 料的韧性和塑性。
02
热处理工艺原理
加热与冷却
加热
热处理过程中，将金属材料加热至所 需温度，以实现所需的相变和组织转 变。加热方式包括电热、燃气热、微 波加热等。
冷却
热处理过程中，金属材料在加热后需 进行冷却，以控制相变和组织转变的 过程。根据冷却速度的不同，可分为 缓慢冷却和快速冷却。
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热处理的分类
1. 退火
将金属材料加热到适当温度，保温一定时间后缓慢冷却至 室温。退火可以提高金属材料的塑性和韧性，消除内应力 。
3. 淬火
将金属材料加热到适当温度，保温一定时间后快速冷却至 室温。淬火可以提高金属材料的硬度和耐磨性，但可能导 致内应力增大。
2. 正火
将金属材料加热到适当温度，保温一定时间后在空气中自 然冷却。正火可以提高金属材料的强度和韧性，细化组织 结构。
离子注入技术
将具有特定能量的离子注 入材料表面，改变其物理 和化学性质，提高耐磨、 耐腐蚀等性能。
提高热处理效率与节能减排
高效加热方式
采用电磁感应、微波加热 等高效加热方式，缩短加 热时间，提高热处理效率。
余热回收利用
对热处理过程中的余热进 行回收和再利用，减少能 源浪费，降低碳排放。
环保材料与工艺
热处理基本知识及工艺艺原理 • 常见热处理工艺 • 热处理的应用 • 热处理的发展趋势与挑战
01
热处理基本概念
热处理的定义
热处理：通过加热、保温和冷却等工 艺手段，改变金属材料的内部组织结 构，以达到改善其性能、满足使用要 求的一种工艺方法。
热处理的基本知识
过烧与欠烧的预防与控制
总结词
过烧和欠烧是热处理中常见的问题，它们会 影响材料的性能和热处理的可靠性。
详细描述
过烧是指加热温度过高或保温时间过长，导 致材料内部晶粒长大、氧化或融化。欠烧则 是加热温度或保温时间不足，导致材料未完 全奥氏体化或淬火不完全。为了预防和控制 过烧和欠烧，需要精确控制加热温度和时间 ，以及选择适当的加热和冷却速度。
气氛
热处理过程中所选择的气氛（如空 气、保护气体等）会影响金属的氧 化、脱碳等化学变化。
03
CATALOGUE
热处理工艺分类
退火
退火是将金属加热到适当温度，保持一定时 间，然后缓慢冷却的过程。其目的是消除内 应力、降低硬度、提高塑性和韧性。
退火工艺可分为完全退火、等温退火和球化 退火等。完全退火是将金属加热到临界点以 上，使组织完全奥氏体化，然后随炉缓慢冷 却；等温退火是将金属加热到临界点以上某 一温度，保持一定时间后快速冷却至室温； 球化退火则是将金属加热到略低于临界点温
05
CATALOGUE
热处理中的问题与解决方案
裂纹的产生与预防
总结词
裂纹是热处理中常见的问题，其产生与 多种因素有关，如冷却速度、加热温度 等。
VS
详细描述
裂纹的产生通常是由于热处理过程中材料 内部应力的集中和超过材料的断裂强度所 引起的。为了预防裂纹的产生，需要控制 加热和冷却速度，选择适当的加热温度和 时间，以及采用适当的热处理工艺。
THANKS
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04
CATALOGUE
热处理的应用
钢铁工业
01
钢铁是热处理应用最广泛的材料 之一，通过不同的热处理工艺， 可以改变钢铁的内部结构和性能 ，以满足各种不同的需求。
热处理的基本知识
常用热处理的基本知识一. 退火目的及工艺退火是钢加热到适当的温度，经过一定时间保温后缓慢冷却，以达到改善组织、提高加工性能的一种热处理工艺。
其主要目的是减轻钢的化学成分及组织的不均匀性，细化晶粒，降低硬度，消除内应力，以及为淬火作好组织准备。
退火工艺种类很多，常用的有完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火及再结晶退火等。
不同退火工艺的加热温度范围如图5.25所示，它们有的加热到临界点以上，有的加热到临界点以下。
对于加热温度在临界点以上的退火工艺，其质量主要取决于加热温度、保温时间、冷却速度及等温温度等。
对于加热温度在临界点以下的退火工艺，其质量主要取决于加热温度的均匀性。
1. 完全退火完全退火是将亚共析钢加热到A C3以上20～30℃，保温一定时间后随炉缓慢冷却至500℃左右出炉空冷，以获得接近平衡组织的一种热处理工艺。
它主要用于亚共析钢，其主要目的是细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性能。
低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。
低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。
过共析钢完全退火，加热温度在A cm以上，会有网状二次渗碳体沿奥氏体晶界析出，造成钢的脆化。
2. 等温退火完全退火所需时间很长，特别是对于某些奥氏体比较稳定的合金钢，往往需要几十小时，为了缩短退火时间，可采用等温退火。
等温退火的加热温度与完全退火时基本相同，钢件在加热温度保温一定时间后，快冷至A r1以下某一温度等温，使奥氏体转变成珠光体，然后出炉空冷。
图5.26为高速钢的完全退火与等温退火的比较，可见等温退火所需时间比完全退火缩短很多。
A r1以下的等温温度，根据要求的组织和性能而定；等温温度越高，则珠光体组织越粗大，钢的硬度越低。
3. 球化退火球化退火是使钢中渗碳体球化，获得球状（或粒状）珠光体的一种热处理工艺。
主要用于共析和过共析钢，其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性能；同时为后续淬火作好组织准备。
材料知识--热处理工艺
材料知识---热处理1.退火：退火是把工件加热到适当的温度（对碳钢一般加热至780度---900度),保温一定时间后随炉子降温而冷却的热处理方法。
退火后的工件硬度较低，清除了内应力，同时还可以使材料的内部组织均匀细化，为进行下一步热处理（淬火等）做好准备。
2.正火：将工件放到炉中加热到适当温度（对碳钢一般加热至800---930度），保温后出炉空冷的处理方法叫正火，正火实质上是退火的另一种形式，其作用与退火相似。
与退火不同之处是加热和保温后，放在空气中冷却而不是随炉冷却。
由于冷却速度比退火快，因此，正火工件获得的组织比较细密比退火工件的强度和硬度稍高，而塑性和韧性稍低。
3.淬火：淬火是将工件加热到适当的温度（对碳钢一般加热到760---820度），保温后在水中或油中快速冷却的热处理方法。
工件经淬火后可获得高强度的组织，因此淬火可提高钢的强度。
但工件淬火后脆性增加，内部产生很大的内应力，使工件变形甚至开裂，所以，工件淬火后一般都要及时进行回火处理，并在回火后获得适度的强度和韧性。
4.回火：将淬火后的工件重新加热到某一温度范围并保温后，在油中或空气中冷却的操作称为回火。
回火的温度大大低于退火，正火和淬火时代加热温度，因此回火并不使工件材料的组织发生转变，回火的目的是减脆性，使工件获得较好的强度和韧性，，即较好的综合机械性能。
淬火油的冷却原理淬火油是将金属材料加热到相变温度以上，保温一段时间后迅速地投入到介质中冷却，得到马氏体组织，这种操作过程称为淬火。
钢在介质中冷却是以3种不同的方式进行热量传递的。
1、第一阶段即蒸气膜阶段，这个阶段的冷却速度很低。
随着冷却时间的延长，零件温度不断下降，蒸气膜稳定性也逐渐降低，最后因蒸气膜破裂而进入第2阶段。
2、第二阶段为沸腾阶段。
当蒸气膜破裂并消失以后，使淬火介质直接与零件表面接触，淬火介质就从零件上吸取大量的热量。
阻碍着淬火介质的流动，吸收了热量的介质不断逸出大量的气泡，而新的介质继续在零件周围激烈沸腾，形成沸腾阶段。
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4. 等温淬火 直接淬入硝盐浴中保温，发生贝氏体转变。 5. 局部淬火 局部加热法或局部冷却法 6. 冷处理 冷却到室温以下的过程称为“冷处理”。
9.2.4 淬火组织缺陷
1. 加热缺陷 过热、过烧、氧化脱碳、奥氏体晶粒过大等。 2. 硬度不足或出现软点 前者是整体硬度低于要求，后者是个 别部位硬度低于要求。产生原因有加热不足，冷却介质的 冷却能力不够，工件表面不干净，局部散热不良等。 3. 变形与开裂 零件淬火后发生变形是热应力和组织应力综合 作用的结构，完全不变形是困难的，但超量的变形甚至开 裂则是要防止的。减小变形的途径有：零件结构设计合理， 结构对称，避免过大的尺寸突变；淬火前组织要均匀，必 要时经过退火或正火；加热温度适当，不要过热；冷却介 质和方法适当，包括入水的角度；及时回火，防止当时未 裂在放置时开裂。
9.2.2 淬火冷却介质
理想的淬火冷却速度 为保证得到多的
马氏体，冷却速度应该大于临界冷却速度 Vc；为防止零件变形、开裂，冷却应慢一 些。所以理想的冷却速度如图，开始冷却 慢一些，在快要发生组织转变时快冷，以 躲开鼻子尖，随后又慢冷让马氏体转变慢 慢的进行。
常用淬火介质
盐水、碱水 10－15％的NaCl水溶液是最强的冷却介质。 清水 直接冷却和沸腾的蒸汽冷却，冷却能力也很强。 碱浴、硝盐浴 熔融的氢氧化钠、硝酸盐、亚硝酸盐导热能力很强， 在120－180℃以上的高温下有好的冷却能力。 矿物油 冷却能力约为水的1/4－1/8，用于奥氏体较稳定钢，如大多数 合金钢，可以有效防止零件的变形开裂。
风)到珠光体转变温度区保温到珠
光体转变完毕后，取出空冷。
目的和用途同完全退火，效率和组织控制较好。
3. 球化退火
方法：将过共析钢加热到Ac1以上
30~50℃，保温2-4h，时间，冷 却到Ar1温度附近时要足够慢 的冷却(保温冷却，比随炉冷却 还要缓慢)。
目的：最终组织为铁素体的基体
上均匀分布颗粒状的渗碳体， 称为球状珠光体。
由于冷速大于退火，得到的珠光体组织较细，材料硬度和强度均比 退火要高。合金钢在空气中冷却可能发生珠光体型、贝氏体型甚至 马氏体型相变，但正火一般是指空冷时珠光体转变的这一部分。
用途：
1) 中低碳钢用正火代替退火进行预先热处理，改善加工性能。 2) 普通结构钢(中碳钢)正火尽管未达到最佳性能，但可达到希望的
析钢不适用。
保温时间：t=KD (min)，D为工件有
效厚度(mm)，一般K=1.5~2.0min/mm。
2．等温退火
完全退火需要的时间很长，尤其是
过冷奥氏体比较稳定的合金钢，可
以采用等温退火工艺取代完全退火。 方法：加热方法同上(将亚共析钢
加热到Ac3以上30~50℃，保温一
定时间)，在温度到珠光体转变开 始前快速冷却(打开炉门，甚至吹
目的：钢的淬火组织主要是马氏体，可以提高钢的
高硬度，保证高的耐磨性和承受高的接触应力。 虽然马氏体不是热处理所要得到的最终组织，但 马氏体再经过适当的回火，可以得到需要的组织 和使用性能，最终达到理想的性能。
9.2.1 淬火加热温度
淬火加热温度的确定应以获得晶粒 细小、成分均匀的奥氏体为原则， 以便得到细小的马氏体组织。 亚共析钢：Ac3以上30~50℃，铁素 体可以全部溶解得到得到单一的奥 氏体，从而消除未溶铁素体而带来 的软相。也不宜过高，防止奥氏体 晶粒粗大带来马氏体粗大，并且温 度高带来的热变形也将严重。 过共析钢：含碳量在0.8以上时， Ac1以上30~50℃。这时得到的马氏体 有了足够的硬度同时保持未溶解的颗粒状碳化物也可以提高材料的硬度 和耐磨性。如果加热温度过高，淬火开裂的倾向加大，淬火后残余奥氏 体量增加反而降低硬度； 合金钢：合金元素大多可以阻止奥氏体晶粒长大，为了合金元素的均匀， 加热温度和保温时间都要比碳钢稍微提高一些。
炉冷却或埋入石灰、干沙中自然冷却)到500℃以下，取出空冷。
目的：先得到均匀的奥氏体，缓慢冷
却转变基本接近相图描述转变过程， 得到接近平衡组织，降低硬度，便于 加工，消除内应力。
用途：碳钢和合金钢的锻、铸、轧制
型材，可作为一般要求工件的最终热 处理，大多为重要零件的预先热处理。
适用对象：0.3~0.6%C。低碳或过共
第九章 钢的热处理工艺
钢的退火和正火 钢的淬火和回火
其它热处理
9.1 钢的退火与正火
9.1.1 退火操作及其应用
退火：将组织偏离平衡
状态的钢加热到适当的
温度，保温一定时间，
然后缓慢冷却(例如随炉 冷却)，以获得接近平衡
状态组织的热处理工艺
叫做“退火”。
1．完全退火
方法：将亚共析钢加热到Ac3以上30~50℃，保温一定时间缓慢冷却(随
9.2.3 淬火方法
1. 单液淬火 直接放入某介质(水或油)中
冷却到室温。方法简单，易于操作。
2. 双液淬(水淬油冷)
对复杂碳钢零
件，先在水或盐水中快速冷却，躲开鼻 子温度，估计温度低于500℃时立即转 入油中，放慢冷却速度继续冷却到室温。
3. 分级淬火 淬入150－260℃硝盐浴中躲过了鼻尖，停留一段时间
强度和韧性，可以进行机械加工，作为最终热处理的成本较低。
3) 过共析钢正火时，可抑制二次渗碳体网状析出，对已经存在网状 碳化物的工具钢，利用正火先溶化后抑制，用来消除网状碳化物， 为下一部的球化处理作组织准备。
9.2 钢的淬火
淬火：将钢加热到临界点以上，保温一定时间进行
奥氏体化，然后快速冷却到Ms点以下，发生马氏 体转变的热处理工艺，叫作“淬火”。
用途：降低过共析钢材料的硬度，
保证足够的韧性，便于进行机 械加工，均匀组织为以后淬火 作好组织准备。
4. 去应力退火
方法：将钢较慢(100~150℃/hr)
加热到500－650℃(低于A1)，
保温后随炉慢冷(50~100℃/hr) 到200~300℃以下出炉。
目的：无相变发生，组织没有明显变化，可完全消除残余内应力。
如果材料原始有大的弹性应变能存在，可发生再结晶，组织也会有对
应的变化。
用途： 锻造冷却未全恢复塑性变形，铸件的冷却热应力，焊接构件
的热应力，拉、拔、挤压的加工硬化等都会存在残余内应，利用去应 力退火可以消除变形或其它原因产生的内应力。
9.1.2 正火
将钢加热到Ac3和Accm以上30~50℃，保温得到均匀的奥氏体后，从炉 中取出自然空冷，发生珠光体型转变的热处理工艺称为“正火”。